渗流力学作业1、2、3讲义
渗流力学课1-文档资料
m U 与重力有关的物理指标是容重，因受重力的作用，液体具有重量；则， 单位体积（U）液体所具有的重量（G）称为容重，量纲为（N/m3）
式中 g 为重力加速度。
G mg g U U
渗流力学与计算分析
1. 渗流基本概念
1.2 流体性质
粘滞性
粘滞性是指液体内部抵抗各液层之间作相对运动的内摩擦性质，它决定了
液体在运动过程中的机械能或势能的损失。 按牛顿的内摩擦定律，液体的内摩擦力τ与液层间流速的变化率 dV/dy 成正比关系，即：
dV dy
式中μ为液体的粘滞系数，是度量液体粘滞性大小的物理指标。μ值愈大， 粘滞性就愈大，μ值与液体的种类、温度、压强有关。其量纲为：牛 顿·秒/米2（N·s/m2），帕秒(Pa·s)，或千克/米·秒（kg/m·s） 液体的粘滞性还可用运动粘滞系数表示，因其含有运动学要素，其表达式 为：
渗流力学与计算分析
1.渗流基本概念
1.1多孔介质性质 1.2 流体性质 1.3 流体动力学基础 1.4 渗流要素 1.5 渗流基本定律 1.6 多孔介质的渗透结构特征 1.7 渗流场特征
渗流力学与计算分析
1. 渗流基本概念
1.1 多孔介质性质
多孔介质概念
多孔介质是指具有以下特征的物体：
β的倒数，称为体积弹性系数：E=1 / β 液体的 E 愈大愈不易压缩。E 的量纲为：牛顿/米2（N/m2）。 水的E 值一般为2.1×109N/m2，当压强增加一个标准大气压
（10.3×104N/m2）时，水的体积大约只减小十万分之五：
4 dU 1 10 . 13 10 5 dp dp 5 10 可见，水是不易压缩的液体 9 U E 2 . 1 10
土力学渗流专题教育课件
dh h1
h
Q 土样 L A
▪成果整顿: 选择几组Δh1, Δh2, t ，计算相应旳k，取平均值
t=t1
t t+dt
t=t2
h2
水头 测管
开关
a
§3.2土旳渗透性与渗透规律--渗透系数旳测定
• 野外测定措施－抽水试验和注水试验法
试验措施： 理论根据：
抽水量Q
A=2πrh i=dh/dr
Q Aki 2rh k dh
k1 0.01m / day k 2 1m / day k 3 100m / day
kx
kiHi 33.67m / day H
按层厚加权平均，由较大值控制
H
kz
0.03m / day Hi
ki
倒数按层厚加权平均，由较小值控制
第三章 土旳渗透性和渗流问题
§3.1 概述√
§3.2 土旳渗透性与渗透规律 √
kx
2h x2
kz
2h z 2
0
2h 2h 0
x2 z2
φ∝ h：势函数
与渗透系数无关
2 2
等价于水头
x2 z2 0
Laplace方程
§3.3平面渗流与流网 --平面渗流旳基本方程及求解
1. 基本方程 流线描述
z
ψ+dψ
ψ
dq
x
2 2 x2 z2 0
-dx vz dz
vx
(x,z)
i
h L
qx qmx
H Hm
等效渗透系数:
qx=vxH=kxiH Σqmx=ΣkmimHm
1
kx H kmHm
1
2 Δh
x
q1x
《渗流力学》讲稿
油藏评价的目的：1。构建油藏静、动态地质模型； 2．制定油藏最优开发模式； 3．获取油藏最佳开发效果。
油藏评价的任务：1。落实油藏的构造形态、断裂系统、沉积相等因素，以及这些因 素对油田开发的影响； 2。弄清储层分布规律、储层矿物成分、储层性质、孔隙结构和原 始含有饱和度等属性； 3。掌握油藏流体的性质及其变化规律；
而是随着开发的进程及开发措施的实施与调整，会发生变化。《油藏工程》P83）
第三节 渗流的基本规律和渗流方式 一、Darcy 定律
1956 年法国水利工程师 Darcy 为解决给水问题通过大量实验得到的。这是 Darcy 对渗 流力学所作的巨大贡献。
Q
K
A p L
1．ΔP：折算压力差 2．1µm2=1D=1000mD 3．实质：动力与阻力之比。 4．地层水平，则实测压力差就等于折算压力差；对于倾斜底层，则应把实测压力换 算成折算压力。
驱动方式只是反映油藏中的主要动力，但不是说某一种驱动方式存在唯一的一种动力，
而是其他的动力相对来说不起主要作用。
驱动方式也不是一成不变的。
（对一个实际开发的油藏来说，在同一驱动方式下，往往有两种或三种驱油能量同时
起作用，而其中某一种驱油能量占据支配地位，发挥主导作用。驱动方式就是依据这种起
主导作用的驱油能量来确定的。同一个油藏，在开发过程中，驱动方式并不是一成不变的，
不仅是粘滞阻力的增加，而且还有其他阻力的存在。 一、毛管力
Pc
2
cos rc
1． 900 ，毛管力为动力； 900 ，毛管力为阻力。
《油气层渗流力学》讲授内容及作业
《油气层渗流力学》讲授内容及作业第一章油气渗流力学基础第一节油气藏类型及其外部形态的简化（全讲）第二节油气藏内部储集空间结构的简化（全讲）第三节多孔介质及连续介质场（全讲）第四节渗流过程中的概念及渗流形态的简化（全讲）第二章油气渗流的基本规律第一节油气渗流的力学分析（全讲）第二节油气渗流的达西定律（全讲）第三节油气渗流的非达西定律（全讲）第四节两相渗流规律（全讲）第三章单相液体渗流数学模型第一节渗流数学模型的建立原则（全讲）第二节渗流数学模型的微分方程（全讲）第三节渗流数学模型的定解条件（全讲）第四章单相液体稳定渗流理论第一节单相液体稳定渗流理论（全讲）第二节井的不完善性对渗流的影响（全讲）第三节多井干扰与势的叠加理论（全讲）第四节等值渗流阻力法（简要提到）第五章单相液体不稳定渗流理论第一节弹性不稳定渗流的物理过程（全讲）第二节弹性液体不稳定渗流理论（全讲）第三节不稳定渗流的井间干扰（全讲）第六章气体渗流理论第一节气体渗流微分方程（全讲）第二节气体稳定渗流理论（全讲）第三节气体不稳定渗流理论（全讲）第七章油水两相渗流理论第一节影响水驱油非活塞性的因素（全讲）第二节油水两相渗流理论（全讲）第三节油水两相渗流理论的应用（全讲）第八章油气两相渗流理论第一节油气两相渗流的物理过程（全讲）第二节油气两相渗流的微分方程（重点阐述微分方程的建立方法）第三节油气两相稳定渗流理论（重点阐述稳定渗流研究的目的）第四节油气两相不稳定渗流理论（重点阐述不稳定渗流研究的目的）第九章双重介质渗流理论第一节双重介质油藏模型（全讲）第二节双重介质油藏渗流微分方程（全讲）第三节双重介质油藏渗流理论（全讲）第十章复杂渗流理论（简要提到）第一节传质扩散流体渗流理论第二节非牛顿液体渗流理论《油气层渗流力学》作业第一章油气层渗流力学基础：p26，第1、2、3题。
第二章油气渗流的基本规律：p44，第1、2题。
第三章单相液体渗流数学模型：p62，第7、8题。
讲课用图 油气层渗流力学 教学课件
re (m) lg(re /rw)
100
3
1.1
误差 10﹪
Pe
实际边缘
1000 4 10000 5
1.075 7.5 ﹪ 1.0605 6.05﹪
re
Pwf
⊙说明：①同样情况下，中心井的产量大于直线
供给边界附近一口井的产量，实际情况下的产量
一般介于两者之间；
②由于定错边界形状而引起的产量误差
re r
rw
得：
则计算结果如表所示：
rw
r (米） Pe P Pe Pwf
0.1 1 10 100 1 0.8 0.6 0.4
1000 10000
0.2
0
从1米至0.1米处的压力损耗与从一万米至一千米处的压 力损耗相等，同为20﹪，说明能量损耗主要集中在井底附近。
例3-2 在一水平均质等厚圆形地层中心有一口完
层内渗流是否服从达西定律。
思考题
1.渗流的特点是什么？什么是渗流力学？ 2.什么是多孔介质？有哪些特点？ 3.在渗流过程中一般受到哪些力的作用？主要作用力是什么？ 4.油藏驱动类型一般有哪几种？ 5.什么是原始地层压力？获得原始地层压力的方法有哪些？ 6.什么是折算压力？其物理意义是什么？ 7.什么是达西定律？其适用条件是什么？为什么说它是线性渗流定律？ 8.写出渗流速度和真实速度的定义，并说明它们之间的关系。 9.达西定律中各物理量可用什么单位？ 10.一般的渗流形式有哪些？不同渗流形式下达西定律的微分形式各是什么？ 11.在哪些情况下会出现非线性渗流？其运动方程各是什么？
y x
等产量一源一汇渗流场图
y x
等产量两汇等势线分布
y x
渗流力学第一章
P=a+bH
推算开发井原始地层压力。
H
三、油藏能量
① ② ③ ④ ⑤ 边水压头:将油驱入井底并举升到一定高度. 气顶压力:气体弹性驱动. 液体及岩石的弹性能 溶解气的膨胀能 原油的重力势能 值得注意的是:在流体流向井底的过程中, 往往是各种能量同时起作用,但每种能量发挥 的大小作用不尽相同,有的处于主导地位,有的 处于从属地位.
油气层渗流力学
第 一 章 渗流的基本概念和基本规律
主要内容
§1.1 §1.2 §1.3 §1.4 §1.5 §1.6 油气储集层及其简化 渗流过程中的力学分析及驱动类型 渗流的基本规律和渗流方式 非线性渗流规律 流体低速下的渗流规律 两相渗流规律
§1.1 油气储集层及其简化
一、油气层的概念 油气层是油气储集的场所和空间。 特点：具有统一的水动力学特点。 在一个地质构造中流体是相互制约，相互作
§1.1 油气储集层及其简化
四、油气储集层的简化 层状油气藏：地层物性在纵向上的变化比在平面上 的变化大得多；在水动力学上，流体只在平面上流 动，可忽略纵向上流体的流动和物质交换。
简化成”平面等厚模型”，即把油气藏看成等厚度
的薄板。
§1.1 油气储集层及其简化
A>3B B A<3B A 条带状薄板
二、与油藏有关的压力概念
1.原始地层压力 P ( P ) 0 i
2.供给压力 Pe
3.井底压力
Pw 井底流压
Pwf
井底静压（目前地层压力）
PR
P0 ( Pi )
PR
Pw Pwf Pe
§1.2 渗流过程中的力学分析及驱动类型
5.折算压力
将油藏内各点的压力按静水力学内部压力分布
流体力学讲义 第十二章 渗流
第十二章渗流概述一、概念1.渗流（Seepage Flow）：是指流体在孔隙介质中的流动。
2.地下水流动：在土建工程中，渗流主要是指水在地表以下的土壤和岩石层中的流动，简称为地下水流动。
判断：地下水的流动与明渠流都是具有自由液面的流动。
错二、渗流理论的应用1.生产建设部门；如水利、化工、地质、采掘等部门。
2.土建方面的应用给水方面排灌工程方面水工建筑物建筑施工方面三、渗流问题确定渗流量：如确定通过闸坝地基或井等的渗流流量。
确定渗流浸润线的位置：如确定土坝坝体内的浸润线以及从井中抽水所形成的地下水面线的位置。
确定渗流压力：如确定渗流作用于闸坝底面上的压力。
估计渗流对土壤的破坏作用：计算渗流流速，估计发生渗流破坏的可能性，以便采取防止渗流破坏的措施。
四、土壤的水力特性不均匀系数：（12-1）式中：d60，d10——土壤颗粒经过筛分时分别有60%，10%重的颗粒能通过筛孔直径。
孔隙率n：是指单位总体积中孔隙所占的体积，。
沙质土：n=0.35~0.45；天然粘土、淤泥：n=0.4-0.6。
1.透水性透水性（hydraulic permeability）：是指土或岩石允许水透过本身的性能。
通常用渗透系数k来衡量，k值越大，表示透水性能越强。
均质土壤（homogeneous soil）：是指渗流中在同一方向上各处透水性能都一样的土壤。
非均质土壤（heterogeneous soil）：是指渗流中在同一方向上各处透水性能不一样的土壤。
各向同性土壤（isotropic soil）：是指各个方向透水性都一样的土壤。
各向异性土壤（anisotropic soil）：是指各个方向透水性不一样的土壤。
2.容水度容水度（storativity）：是指土壤能容纳的最大水体积与土壤总体积之比，数值与土壤孔隙率相等。
3.持水度持水度（retention capacity）：是指在重力作用下仍能保持的水体积与土的总体积之比。
V a:土中的气体体积V w:土中水体积V s:土颗粒体积V:土的总体积4.给水度给水度（storativity of free water）：是指存在于土壤中的水，在重力作用下能释放出来的水体积与土的总体积之比。
流体力学讲义 第十二章 渗流
流体力学讲义第十二章渗流第十二章渗流概述一、概念1.渗流（Seepage Flow）：是指流体在孔隙介质中的流动。
2.地下水流动：在土建工程中，渗流主要是指水在地表以下的土壤和岩石层中的流动，简称为地下水流动。
判断：地下水的流动与明渠流都是具有自由液面的流动。
错二、渗流理论的应用1.生产建设部门；如水利、化工、地质、采掘等部门。
2.土建方面的应用给水方面排灌工程方面水工建筑物建筑施工方面三、渗流问题确定渗流量：如确定通过闸坝地基或井等的渗流流量。
确定渗流浸润线的位置：如确定土坝坝体内的浸润线以及从井中抽水所形成的地下水面线的位置。
确定渗流压力：如确定渗流作用于闸坝底面上的压力。
估计渗流对土壤的破坏作用：计算渗流流速，估计发生渗流破坏的可能性，以便采取防止渗流破坏的措施。
四、土壤的水力特性不均匀系数：（12-1）式中：d60，d10——土壤颗粒经过筛分时分别有60%，10%重的颗粒能通过筛孔直径。
孔隙率n：是指单位总体积中孔隙所占的体积，。
沙质土：n=0.35~0.45；天然粘土、淤泥：n=0.4-0.6。
1.透水性透水性（hydraulic permeability）：是指土或岩石允许水透过本身的性能。
通常用渗透系数k来衡量，k值越大，表示透水性能越强。
均质土壤（homogeneous soil）：是指渗流中在同一方向上各处透水性能都一样的土壤。
非均质土壤（heterogeneous soil）：是指渗流中在同一方向上各处透水性能不一样的土壤。
1各向同性土壤（isotropic soil）：是指各个方向透水性都一样的土壤。
各向异性土壤（anisotropic soil）：是指各个方向透水性不一样的土壤。
2.容水度容水度（storativity）：是指土壤能容纳的最大水体积与土壤总体积之比，数值与土壤孔隙率相等。
3.持水度持水度（retention capacity）：是指在重力作用下仍能保持的水体积与土的总体积之比。
渗流力学ppt讲义1第1章
∂U X = ∂x ∂U Y= ∂y ∂U Z= ∂z
满足左式的函数U(x,y,z)对 某方向的偏导数等于单位 质量力在该方向的分量。 这样的函数称为势函数 势函数。 势函数 具有这样的势函数的质量 力称为有势力 有势力,势函数存在 有势力 的场称为势场。 势场。 势场
• 在习惯上，把符合牛顿内摩擦定律的流体称为牛 牛 顿流体，否则为非牛顿流体 非牛顿流体。 顿流体 非牛顿流体 • 一些多分子结构液体，如水、酒精、苯、油类、 水银和气体等都属于牛顿流体。 • 泥浆、血浆、牛奶、尼龙和橡胶的溶液、颜料、 油漆以及生面团、淀粉糊等均属非牛顿流体。 • 粘滞性只对于运动的液体才有意义。当液体静止 或平衡时，粘滞性是不显示作用的。 • 如果运动的液体粘性较小，运动的相对速度也不 大，可近似地把液体看成是无粘性的，对切向变 形没有任何抗拒能力，这样的液体称为理想液体 理想液体
1 β= E
1 dV β = =− E Vdp
• 体积压缩系数的物理意义：单位压力作用下单位 体积液体的体积压缩量。 • 液体种类不同，其 β 或E值不相同，对同种液体 它们随温度和压强而变化，但这种变化甚微，一 般可视为常数。 • 除一些特殊的水力现象外（如水击、水中爆炸 等），在绝大多数的实际工程中，均可把水视为 不可压缩液体。
→ →
F f = M
→
F = F X i + FY j + FZ k
F X → FY → FZ → F = i+ j+ k M M M M
→
→
→
→
→
f = X i +Y j+ Z k
→
→
→
单位质量力的单位与加速度相同，对于只有重 力作用的液体，单位质量力在各坐标轴上的分 力为：X＝Y＝0，Z＝－g。
渗流力学讲稿2011.10
★提高地层压力 P （通常难于做到）或降低井底压力 Pwf ， e
放大压差；
★改善地层渗透率可提高产量，如油井压裂、酸化等；
★降低原油粘度 可提高产量，如热力采油等；
★供给半径
re 和油井半径 rw 均在对数内，其变化对产量
状态方程
3、渗流是连续性过程，必须遵循物质守恒定律
连续性方程
4、渗流过程还伴随一些物理化学现象，如扩散
、传质、双重介质窜流等
特征方程
渗流微分方程的建立
运动方程
K V gradP
渗流微分方程
状态方程
o C f P Po
o 1 CL P Po
连续性方程
div V 0 t
2 P 2 P 2 P 1 P 2 2 2 x y z t 1 P 2 or : P t k 其中： Ct
第三章 单相液体稳定渗流理论
●单相液体稳定渗流微分方程典型解 ●井的不完善性对渗流的影响 ●油井的稳定试井 ●井间干扰现象和势的叠加原理及典型应用 ●考虑边界效应的镜像反映法 ●等值渗流阻力法
V
Vkp
dP AV BV 2 dL
§1.3 特殊情况下的渗流规律
需考虑：渗流过程中各种物理、化学反应对 渗流规律的影响；特殊流体或多孔介质对渗 流的影响。
1、表面活性物质如环烷酸、沥青胶质等会与岩石 产生吸附作用，形成吸附层； 2、气体低速渗流时产生滑脱效应； 3、两相渗流时有贾敏效应；
Pe c1 ln re c2
渗透力学习题集讲解
《渗流力学》习题集第1章渗流基本规律及渗流模型【练1-1】油气层中多孔介质的类型有几种？【练1-2】渗流的基本概念？油气渗流的基本概念？【练1-3】折算压力的概念？【练1-4】压力梯度曲线和地层压力系数的概念？【练1-5】油气藏中的驱动能量有哪些？【练1-6】四口油井测压资料如表，已知原油比重0.8，油水界面的海拔为-950m，分析哪个井为低压区？【练1-7】油藏中两点，高差10m，高点压力9.35MPa，低点压力为9.5MPa，原油重率0.85，问原油流动方向？【练1-8】边长5cm正方形截面岩心，长100cm，倾斜放置，倾斜高差50cm，入口端(上部)压力P1=0.2MPa，出口端(下部)压力P2=0.1MPa，液体重率0.85，渗流段长度100cm，液体粘度2mPa·s，岩心渗透率1µm2，求流量？50cm【练1-9】测定圆柱形岩心渗透率，岩心半径为1cm，长度为5cm，在岩心两端建立压差，使粘度为1mPa·s的液体通过岩心，在2分钟内测量出通过的液量为15cm3，两端的压差为157mmHg，计算岩心渗透率？【练1-10】高速非达西的机理？其渗流速度表达式？【练1-11】已知地层的渗透率4µm 2，液体粘度4mPa·s ，地层孔隙度0.2，液体密度850kg/m 3，井产量50m 3/d ，地层厚度10m ，井半径10cm ，射孔井段每m 射10孔，孔半径为10mm ，试确定井壁处的流动是否服从达西定律？【练1-12】一口裸眼完成井，打开油层厚度为10m ，地下日产油量100m 3，井半径10cm ，地层渗透率1µm 2，孔隙度0.2，流体粘度4mPa·s 、重度850kg/m 3，液体单向流动，试问此时液体由地层流至井底是否服从达西定律？【练1-13】由一直线断层与一直线供给边界构成的水平均质等厚油藏中有一口生产井，供给边界上的压力为P e ，井底压力为P w ，地层渗透率为K ，原油粘度µ，孔隙度Ф，油层厚度h ，油井半径r w ，不考虑岩石和流体的弹性，以油井为直角坐标原点写出稳定渗流数学模型？【练1-14】如图所示的边界条件物理问题，以油井为极坐标原点写出稳定渗流的数学模型？Γ2【练1-15】试根据球向渗流达西定律基本形式推导出半球形流动的定产量内边界条件表达式？第2章 单相不可压缩液体稳定渗流规律【练2-1】已知供给边界r e 处压力为P e ，油井产量为Q ，根据达西定律微分形式推导平面径向渗流压力分布？ RP e2r we P wr e【练2-2】等压线、流线概念？渗流场概念及绘制原则？【练2-3】已知K=1µm 2，µ=2mPa·s ，压差为 1.5MPa ，R e =10Km ，R w =0.1m ，R 1=10Km ，R 2=1m ，Ф=0.2，求液体质点从R 1移动到R 2需用多长时间？(平面径向流)。
流体力学—渗流讲解
积分
Q
R dr 2 k
H
zdz
得
r r0
h
Q
k
H 2 h2 ln R
2
kHS ln R
1
S 2H
r0
r0
令S H h
上式即为完全潜水井的产水量计算公式。
§9-3 集水廊道和井
式中R为井的影响半径，近似计算时，可按
R 3000 S k
估算，这里S=H-h为水位最大降深。
根据上述浸润曲线变化的规律分析，壅水曲线和降水 曲线如图所示
将顺坡渗流浸润曲线的微分方程改写为
i ds d d
h0
1
§9-2 地下水的均匀流 和非均匀流
对上式从断面1-1到断面2-2（见下图）进行积分， 可得顺坡渗流的浸润曲线方程
il h0
2
1
ln
2 1
1 1
1区的浸润线为水深沿程增加的壅水曲线，即dh/ds>0； 2区的浸润线为水深沿程减小的降水曲线，即dh/ds<0。
3. 界限情况分析 浸润线在上游与正常水深线N-N渐近相切； 1区的浸润线在向下游无限加深时，渐趋于水平直 线； 2区的浸润线在向下游无限减小时，其浸润线的切线 与底坡线正交。
§9-2 地下水的均匀流 和非均匀流
通过渗流模型的流量必须和实际渗流的流量相等，即
Q模型 Q实际
§9-1 渗流基本定律
对某一确定的作用面，从渗流模型所得出的动水压力， 应当与真实渗流的动水压力相等，即
FP模型 FP实际
渗流模型的阻力和实际渗流应当相等，也就是说水头 损失应当相等，即
hw模型 hw实际
第一章 渗流理论基础-2-专
H H vx K ; vy K x y
由达西定律知：
v ; v y 流函数满足的条件： x y x H H 有 K ; K x y y x
(2)平行层面的等效渗透系数总是大于垂直 层面的等效渗透系数。 证明：（以二层为例）
K1M 1 K 2 M 2 M 1 M 2 K p Kv M1 M 2 M1 M 2 K1 K 2 M 1M 2 0 K1M 1 K 2 M 2 M 1 M 2
K1 K 2
n
取等效渗透系数Kv，那么单宽流量为：
二式相等得：
因此，
Mq q n M i K vb b i 1 K i
M Kv n Mi i 1 K i
Kv
M
i 1 n
n
i
Mi i 1 K i
此式为层状岩层垂直于层面的等效渗透系数。 说明：(1)当某一层的Ki较小时，Mi/Ki较大，Kv变小； 当Ki→0时， Mi/Ki→∞，Kv→0，也就是说，垂直于层 面的等效渗透系数主要取决于渗透系数最小的分层。
1.2.3非线性运动方程 Re小于1—10时，地下水流为线性流，用 Darcy定律描述； Re大于1—10时，地下水 流为非线性流，用下列定律描述： Forchheimer公式： 1901年福希海默提出Re>10时： J=av+bv2 Chezy公式 1912年克拉斯诺波里斯基提出紊流公式： 1
vK J2
dq=vxac+vybc 因，ac=dy，bc=-dx 所以，dq= vxdy-vydx 把 v ; v
x
渗流的基本定律(达西定律)
多孔介质概念与特性
我们把孔隙岩层称为多孔介质(porous media). •多孔介质特性:
彼此连通的网络，几何形态及连通情况异常复杂， 难以用精确的方法来描述。 由固体骨架和孔隙组成，孔隙通道是不连续的。
层流、紊流与过渡区流态
3. 按地下水有无自由表面，分为： 承压流、无压流、承压—无压流
4. 按岩层透水性以及对地下水所起作用，分 隔水层、含水层、透水层（弱透水层）
5. 按渗流速度在空间上变化的特点，分
一维流、二维流、三维流（见下页）
a. 一维流：仅沿一个方向存在流速 b. 二维流：沿两个方向存在分流速 分：平面二维流、剖面二维流） c. 三维流：
§1-2 渗流的基本定律—达西定律
1856 年，法国水力学家达西（H. Darcy）通过大量的实验，得 到线性渗透定律。根据实验结果，得到下列关系式：
式中：Q——渗透流量（出口处流量，即为 通过砂柱各断面的流量） ；
ω——过水断面（在实验中相当于砂柱 横断面积） ；
h——水头损失（ h =H1−H 2 ，即上下 游过水断面的水头差） ；
2.临界渗透流速vc（巴甫洛夫斯基）： 3.临界水力梯度Jc（罗米捷）： 4.达西定律下限问题（J0)
达西定律的应用条件 达西定律的上下限？
非线性渗透定律 1.1901年福希海默提出Re>10时：
2.1912年克拉斯诺波里斯基提出紊流公式：
四、达西定律的微分形式 微分形式：
渗透系数K
从达西定律V = KI可以看出。水力梯度I 是无因次的，故渗 透系数K的因次与渗透流速V 相同。一般采用 m/d 或 cm/s 为单位。令 I = 1 ，则V =K 。意即渗透系数为水力梯度等 于 1 时的渗透流速。水力梯度为定值时，渗透系数愈大。 渗透流速就愈大；渗透流速为一定值时，渗透系数愈大， 水力梯度愈小。由此可见，渗透系数可定量说明岩石的渗 透性能。渗透系数愈大，岩石的透水能力愈强。
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渗流力学作业第一阶段在线作业单选题 (共21道题)展开收起1.（2.5分）∙ A、1）∙ B、2）∙ C、3）∙ D、4）∙ E、5）我的答案：C 此题得分：2.5分∙ A、1）∙ B、2）∙ C、3）∙ D、4）我的答案：B 此题得分：2.5分∙ A、.（1）∙ B、.（2）∙ C、.（3）∙ D、.（4）我的答案：B 此题得分：2.5分∙ A、.（1）∙ B、.（2）∙ C、.（3）∙ D、.（4）我的答案：A 此题得分：2.5分∙ A、.（1）∙ B、.（2）∙ C、.（3）∙ D、.（4）我的答案：B 此题得分：2.5分6.（2.5分）实际油藏的形状和布井状况比较复杂，但可以根据实际油藏的渗流特征，将油藏中的渗流方式抽象为三类典型模式，即：∙ A、单向流、层流、垂直流；∙ B、单向流、平面径向流、球面向心流；∙ C、单相流、多相流、多维流；∙ D、线性流、紊流、层流；我的答案：B 此题得分：2.5分7.（2.5分）大多数情况下，油藏中的流体渗流服从线性渗流规律（达西定律），但渗流速度较高时会破坏线性渗流规律（达西定律），如下原因表述正确的是：∙ A、高速流动时，只有惯性力存在，导致线性渗流规律被破坏；∙ B、高速流动时，惯性力逐渐增大，与粘滞力相比，其作用开始增大，从而导致线性渗流规律被破坏；∙ C、高速流动时，渗流过程中出现了新的渗流阻力（即惯性力），从而导致线性渗流规律被破坏；∙ D、高速流动时，粘滞力逐渐减小，惯性力逐渐增大，从而导致线性渗流规律被破坏；我的答案：B 此题得分：2.5分8.（2.5分）地层渗流时，单相流体单向稳定渗流的等压线：∙ A、一组互相平行的直线；∙ B、一组向外发散的射线；∙ C、一组同心圆；∙ D、越靠近排液道越密集；我的答案：A 此题得分：2.5分9.（2.5分）地层渗流时，单相流体单向稳定渗流和平面径向稳定渗流的相同点为：∙ A、通过每个渗流截面的流量保持不变；∙ B、通过每个渗流截面的流速不变；∙ C、通过每两个相邻等距间隔渗流截面的压力降不变；∙ D、通过每个渗流截面的渗流阻力不变我的答案：A 此题得分：2.5分10.（2.5分）圆柱形石英砂模型长为40cm，横截面直径D=2.5cm，渗透率2.5 D，实验用液体粘度为3.45 mPa·S，为了使通过模型的流量为100cm3/min，需要在模型两端建立压差为多少大气压？∙ A、0.50 atm；∙ B、0.75 atm；∙ C、1.00 atm；∙ D、1.25 atm；我的答案：B 此题得分：2.5分11.（2.5分）油层中有一口井，由于钻井的时候产生了污染，在射孔后进行了酸化作业，测量后得到该井的表皮系数为1.5，该井为：∙ A、超完善井；∙ B、完善井；∙ C、不完善井；∙ D、不确定我的答案：C 此题得分：2.5分12.（2.5分）双重介质是存在( )种孔隙结构的介质∙ A、1∙ B、2∙ C、3∙ D、4∙ E、5我的答案：B 此题得分：2.5分13.（2.5分）∙ A、1∙ B、2∙ C、3∙ D、4我的答案：A 此题得分：2.5分14.（2.5分）在其孔隙中至少含有一种液相或气相碳氢化合物(石油或天然气)的地层称为。
∙ A、储集层∙ B、多孔介质∙ C、砂岩层∙ D、孔隙∙ E、裂缝15.（2.5分）层状构造储集层一般存在于海相沉积和内陆盆地沉积之中，可能是一层，也可能是很多性质不同的油层的叠加；该类储层中的渗流一般是。
∙ A、紊流∙ B、平面流∙ C、垂向流∙ D、立体流∙ E、混合流我的答案：B 此题得分：2.5分16.（2.5分）如果油藏外围封闭（断层遮挡或尖灭作用），无水源，则称为“”。
∙ A、边水油藏∙ B、底水油藏∙ C、封闭式油藏∙ D、敞开式油藏∙ E、混合边界油藏我的答案：C 此题得分：2.5分17.（2.5分）如果油藏外围有天然露头并与天然水源相通，且边界压力能保持恒定，则为“”∙ A、定压边界油藏∙ B、封闭边界油藏∙ C、半封闭边界油藏∙ D、混合边界油藏∙ E、边水油藏18.（2.5分）油藏在开发以前，整个油藏处于平衡状态，此时油层中流体所承受的压力称为“______”∙ A、饱和压力∙ B、泡点压力∙ C、折算压力∙ D、地层压力∙ E、原始地层压力我的答案：E 此题得分：2.5分19.（2.5分）一般在油藏开发初期，第( )批探井完井诱喷后，立即关井测压，所测得的各井油层中部深度压力就是各井的原始地层压力∙ A、4∙ B、3∙ C、2∙ D、1∙ E、任意我的答案：D 此题得分：2.5分20.（2.5分）原始地层压力梯度曲线为P=a+bH，其中b> 1.2表示油藏为：∙ A、异常低压油藏∙ B、异常高压油藏∙ C、正常油藏∙ D、高压油藏∙ E、低压油藏我的答案：B 此题得分：2.5分21.（2.5分）一口井的油层中部海拔-940米，油水界面海拔-1200米，地层油比重为0.85，实测油层中部压力为94公斤/平方厘米，折算到原始油水界面的折算压力为( )公斤/平方厘米∙ A、118∙ B、121∙ C、100∙ D、117.1∙ E、118.1我的答案：D 此题得分：2.5分多选题 (共18道题)展开收起22.（2.5分）∙ A、.1∙ B、.2∙ C、.3∙ D、.4∙ E、.5我的答案：ABCE 此题得分：2.5分23.（2.5分）∙ A、.(1)∙ B、.(2)∙ C、.(3)∙ D、.(4)我的答案：BC 此题得分：2.5分24.（2.5分）在地层条件下，每下降一个单位压力时时，单位体积岩石中孔隙体积的缩小值称为∙ A、液体压缩系数∙ B、综合压缩系数∙ C、岩石压缩系数∙ D、孔隙压缩系数∙ E、体积压缩系数我的答案：CD 此题得分：2.5分25.（2.5分）单相均质可压缩流体在弹性孔隙介质的质量守恒方程中，如下表述为正确∙ A、流入单元体的质量等于单元体排出的液体质量∙ B、流入单元体的质量不等于单元体排出的液体质量∙ C、渗流过程和时间无关∙ D、渗流过程和时间有关∙ E、孔隙体积随压力变化不改变我的答案：BD 此题得分：2.5分26.（2.5分）单相不可压缩液体稳定渗流数学模型建立的条件为：∙ A、单相均质液体；∙ B、渗流满足达西定律；∙ C、岩石不可压缩；∙ D、液体无弹性；∙ E、渗流过程不等温我的答案：ABCD 此题得分：2.5分27.（2.5分）关于非线性渗流规律的指数式表示，如下正确的是：∙ A、渗流系数只取决于岩石渗透率的大小；∙ B、渗流指数取决于岩石和流体性质；∙ C、渗流指数在0.5~1之间；∙ D、渗流系数和岩石与流体的性质都有关；∙ E、非线性渗流指数式表示压力损失由粘滞阻力和惯性阻力共同造成的。
我的答案：CD 此题得分：2.5分28.（2.5分）以下关于平面径向流稳定渗流特征表述正确的是：∙ A、平面径向流时，在供给边缘附近，压力下降较陡，而在井底附近下降的很缓慢；∙ B、平面径向流液体从边缘流到井底，其能量大部分消耗在井底附近；∙ C、平面径向流时，从边缘到井底，渗流断面面积越变越小，因此渗流速度也越变越小；∙ D、越靠近井底，阻力也越大∙ E、平面径向流时，流量与压差和流动系数成正比我的答案：BDE 此题得分：2.5分29.（2.5分）提高油井产量可能的方法有：∙ A、注水提高地层压力；∙ B、提高井底流压至泡点压力之下；∙ C、注热水降低原油粘度；∙ D、压裂增加地层渗透率；∙ E、采用大井径油井；我的答案：ACDE 此题得分：2.5分30.（2.5分）稳定试井时改变工作制度的具体方法为：∙ A、改变油嘴尺寸；∙ B、改变抽油泵的大小；∙ C、改变抽油泵的冲程；∙ D、提高抽油的频率；我的答案：ABCD 此题得分：2.5分31.（2.5分）依靠与外界连通的边水或人工注入水的压能驱使原油流动可能的驱动方式为：∙ A、刚性水压驱动∙ B、弹性水驱∙ C、弹性注入水驱∙ D、边水驱∙ E、底水驱我的答案：ABCDE 此题得分：2.5分32.（2.5分）油藏流体在渗流的过程中，可能受到的力有哪几种？∙ A、弹性力∙ B、质量力∙ C、拉力∙ D、压力∙ E、推力我的答案：ABD 此题得分：2.5分33.（2.5分）弹性力对应的驱动方式可能是∙ A、水驱∙ B、气顶气驱∙ C、溶解气驱∙ D、重力驱∙ E、刚性水驱我的答案：ABC 此题得分：2.5分34.（2.5分）多孔介质的特征为∙ A、n孔隙截面积很小∙ B、n孔道形状弯曲多变、不规则∙ C、n孔道中流体与固体接触面积大∙ D、渗流速度慢∙ E、n孔道表面粗造我的答案：ABCE 此题得分：2.5分35.（2.5分）下面关于“渗流速度与真实渗流速度”表述正确的是∙ A、真实速度反映了该砂层截面上流体流动速度的平均值∙ B、真实速度是流体只在砂层中的孔隙通道内流动时的速度∙ C、真实速度等于渗流速度乘以孔隙度∙ D、渗流速度大于流体真实速度∙ E、渗流速度等于流体真实速度我的答案：BD 此题得分：2.5分36.（2.5分）达西试验中，流体的流量和如下哪些物理量成正比∙ A、渗透率∙ B、岩心长度∙ C、压力差∙ D、流体粘度∙ E、渗流截面积我的答案：ACE 此题得分：2.5分37.（2.5分）下面关于“达西定律”的表述正确的为∙ A、驱油动力/渗流阻力∙ B、渗透率反映的是液体渗过砂层的通过能力∙ C、渗流流量与折算压力差成直线关系∙ D、流量与岩石两端的压力差成直线关系∙ E、雷诺数小于1我的答案：ABC 此题得分：2.5分38.（2.5分）地层渗流为非线性渗流时，流体所受的阻力主要为：∙ A、惯性力∙ B、粘滞力∙ C、压力∙ D、弹性力∙ E、毛管力我的答案：AB 此题得分：2.5分39.（2.5分）建立油气渗流数学模型时，下列哪类方程必不可少∙ A、运动方程∙ B、状态方程∙ C、质量守恒方程(又称连续性方程)∙ D、能量守恒方程(非等温渗流,如热采)∙ E、有关的边界条件和初始条件我的答案：ABCE 此题得分：2.5分判断题 (共1道题)展开收起40.（2.5分）某井放喷时井产量1500吨/日，原油比重0.85，体积系数1.2，油层厚度20米，孔隙度2 0%，渗透率640毫达西，地下原油粘度9厘泊，油井半径10厘米，试判断井底渗流是否破坏线性关系？∙正确∙错误我的答案：正确此题得分：2.5分第二阶段在线作业单选题 (共18道题)展开收起∙ A、1)∙ B、2)∙ C、3)∙ D、4)我的答案：C 此题得分：2.5分∙ A、1)∙ B、2)∙ C、3)∙ D、4)我的答案：B 此题得分：2.5分∙ A、1)∙ B、2)∙ C、3)∙ D、4)我的答案：D 此题得分：2.5分∙ A、1)∙ B、2)∙ C、3)∙ D、4)我的答案：B 此题得分：2.5分∙ A、1)∙ B、2)∙ C、3)∙ D、4)我的答案：B 此题得分：2.5分∙ A、1)∙ B、2)∙ C、3)∙ D、4)我的答案：D 此题得分：2.5分∙ A、1)∙ B、2)∙ C、3)∙ D、4)我的答案：B 此题得分：2.5分∙ A、1)∙ B、2)∙ C、3)∙ D、4)我的答案：B 此题得分：2.5分∙ A、1)∙ B、2)∙ C、3)∙ D、4)我的答案：B 此题得分：2.5分∙ A、1)∙ B、2)∙ C、3)∙ D、4)我的答案：C 此题得分：2.5分∙ A、1)∙ B、2)∙ C、3)∙ D、4)我的答案：D 此题得分：2.5分∙ A、1)∙ B、2)∙ C、3)∙ D、4)我的答案：D 此题得分：2.5分∙ A、1)∙ B、2)∙ C、3)∙ D、4)我的答案：A 此题得分：2.5分∙ A、1)∙ B、2)∙ C、3)∙ D、4)我的答案：A 此题得分：2.5分∙ A、1)∙ B、2)∙ C、3)我的答案：B 此题得分：2.5分∙ A、1)∙ B、2)∙ C、3)∙ D、4)我的答案：A 此题得分：2.5分∙ A、1)∙ B、2)∙ C、3)∙ D、4)∙ E、5)我的答案：A 此题得分：2.5分∙ A、(1)∙ B、(2)∙ C、(3)∙ D、(4)∙ E、(5) 我的答案：E 此题得分：2.5分多选题 (共2道题)展开收起∙ A、1)∙ B、2)∙ C、3)∙ D、4)∙ E、5)我的答案：AB 此题得分：2.5分∙ A、(1)∙ B、(2)∙ C、(3)∙ D、(4)∙ E、(5)我的答案：CDE 此题得分：2.5分判断题 (共20道题)展开收起21.（2.5分）两条平行断层中间的一口生产井映射成为一排生产井。